[发明专利]空间环境地基模拟多功能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间环境模拟装置，特别是关于一种在地面上模拟空间辐射、微重力、弱磁、昼夜节律和空气颗粒物等多因素协同作用的多功能装置。

背景技术

随着人类对外太空的探索不断深入以及对新能源与新材料的渴求不断升级，开发和利用空间资源已经成为当前各科技大国竞争的重要领域之一。我国的空间科学研究发展也十分迅速，自“神舟5号”飞船成功实现载人航天之后，登月工程、空间站计划、火星探测等深空探索计划正稳步推进，未来太空飞行会更加频繁，太空滞留时间会更长。然而复杂恶劣的空间环境对航天员生命健康的威胁，势必成为制约人类向太空探索的重要因素。人类探索太空，面临空间高能辐射、微重力、弱磁等多重威胁，因此目前载人航天计划需要开展空间环境对航天员生理医学功能影响机理的相关研究，确保航天员健康、安全、有效地工作。影响航天员生命健康的空间环境因素主要有：空间辐射、微重力、弱磁、昼夜节律、噪音，以及密闭空间的超细颗粒物和微量毒性气体等。为了确保载人航天任务向更长时间空间停留和向更深空间推进的顺利实施，突破天基实验平台机会少、代价高、重复性低的限制，尽可能真实地模拟空间环境的地基平台是不可或缺的。

目前世界各国开展的空间环境地基模拟研究仍然停留在单因素效应机理研究方面，微重力与辐射的复合作用研究还只有零星的报道，多因素复合作用还未见报道。因此，研发模拟空间辐射、微重力、弱磁、昼夜节律、空气颗粒物复合作用装置，用于研究不同能量、不同种类辐射的生物学效应，以及辐射与微重力、磁效应等多种空间环境因素的协同效应，实现空间环境因素的仿真模拟，不仅为准确评估空间复杂多因素环境对航天员生命健康的威胁提供科学的依据，而且也能为防护措施的开发提供坚实的理论基础和技术支持，这对促进我国的空间辐射生物学基础研究和空间探索活动具有非常重要的科学意义。

发明内容

因此，为弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种空间环境地基模拟多功能装置，该装置用以模拟空间辐射、微重力、弱磁、昼夜节律和空气颗粒物等多因素环境，研究不同能量、不同种类辐射的生物学效应，以及辐射与微重力、磁效应等多种空间环境因素的协同效应，实现空间环境因素的仿真模拟。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种空间环境地基模拟多功能装置，其主要特点在于：包括基座，磁控系统固定于基座上，样品台穿越在磁控系统中，台上放置有微重力模拟装置和/或样品瓶，恒温恒湿光照箱罩设在基座上部，将磁控系统、微重力模拟装置和/或样品瓶封闭在内，在恒温恒湿光照箱外部设置有辐照系统。

所述磁控系统，是由三组相互垂直的亥姆霍兹线圈彼此套设组成，所述每一组线圈中包含有两个半径、匝数相同，平行且共轴，间距等于半径的线圈。

所述线圈采用坡莫合金线圈，或镍铁高导磁合金线圈，或其他材料的线圈。

所述样品台为自动样品台，设置在样品台底座上，在样品台底部固定移动部件，所述移动部件连接在螺旋杆上，螺旋杆由伺服电机驱动。

所述样品台上设置有凹槽，凹槽内放置微重力模拟装置和/或样品瓶。

所述样品瓶内装有用于辐照的细胞样品，细胞贴壁于样品瓶上，用来研究重离子辐照细胞实验。

所述微重力模拟装置，包括密闭的玻璃外壳，在顶部设置有窗户，底部开设有通气孔，在外壳的内顶部设置有悬杆，悬杆上设有滑轮，滑轮上栓有链绳，在外壳的内底部放置有水瓶和饲料槽；实验时装置里面放有实验动物，顶部窗户开启时只进行尾吊微重力实验，窗户关闭且向内部通入有颗粒物气体时，同时进行微重力和颗粒物气体双效应实验。

所述恒温恒湿光照箱内部，设置有控温控湿系统和日光灯，所述日光灯电源由延时器控制，每过一定时间开关一次，模拟昼夜节律，光照时间与太空中空间舱的昼夜节律时间相同。

所述恒温恒湿光照箱是由钢和有机玻璃制成。